[發明專利]一種金屬硅熔煉專用酸性干振爐襯的生產方法

有效

• 申請號: 202210018974.7
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114031413B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張建民
• 申請（專利權）人: 尊龍新材料（山東）有限公司;青島尊龍耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/14;F27D1/00;C04B35/64;C04B35/622
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 呂翠蓮

一種金屬硅熔煉專用酸性干振爐襯的生產方法，包括制備燒結助劑，爐襯料混制，爐襯成型，爐襯燒結四個步驟；所述燒結助劑的化學式為3Al₂O₃·17SiO₂；所述爐襯料，以重量份計包括電熔石英14~19份、天然石英60~74份、氧化鉻細粉0.5~1.5份、氧化鋯細粉0.5~1.3份、碳化硅細粉5~7份、氮化硼細粉2.5~5.0份、硼酸1~2份、燒結助劑2.5~4.2份；所得爐襯使用溫度＞1700℃，抗鐵水溶蝕指數2.4~3.7%，耐壓強度為51~59MPa，600℃導熱系數為23.922~28.639W/mK，爐襯1750℃使用溫度下使用壽命達到332~363爐。

技術領域

本發明涉及一種金屬硅熔煉專用酸性干振爐襯的生產方法，屬于耐火材料領域。

背景技術

在金屬硅使用中頻感應電爐熔煉時，現在市場上普遍使用的是天然石英添加部分電熔石英制備的干振爐襯料，存在爐襯體積穩定性較差、剝落及因其熔煉條件特殊導致的爐底不耐用的情況，使用壽命短，耐材成本高，頻繁修補爐底嚴重影響了生產連續性及效益。

中國專利CN113548880A公開了一種優異的高強度抗熱震酸性干振料及其施工方法，干振料包括石英砂顆粒、電熔石英砂顆粒和細粉。該發明的配方通過高純微晶石英砂，高品質電熔石英砂和特殊復配添加劑的方式，提高了爐襯的抗熱震性能和致密度，該專利爐襯的耐火度、抗沖擊強度、耐化學侵蝕比較差，再者該專利選用高純微晶石英砂、高品質電熔石英砂這些原料，成本相對較高。

中國專利CN109053172A公開了一種中頻感應電爐用干振料及其制備方法和使用方法，干振料由天然石英，電熔石英細顆粒，電熔石英細粉，納米碳化硅，石墨烯組成。該專利通過納米碳化硅和石墨烯極高的耐火度，可以有效隔離及抑制爐料（鐵水）中的碳對爐襯中SiO₂的侵蝕，但該專利得到爐襯的抗機械沖擊性和抗熱震性能差，再者該專利添加質量分數高達5~10wt%的石墨烯，這種成本高昂的添加劑對于作為消耗品使用的爐襯材料來說難以承受。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種金屬硅熔煉專用酸性干振爐襯的生產方法，實現以下發明目的：制備出耐火度高，抗機械沖擊性好、耐化學侵蝕性好、抗熱震性能優異、使用溫度1700℃以上的低成本高性能酸性干振爐襯。

為實現上述發明目的，本發明采取以下技術方案：

一種金屬硅熔煉專用酸性干振爐襯的生產方法，包括制備燒結助劑，爐襯料混制，爐襯成型，爐襯燒結四個步驟；所述燒結助劑的化學式為3Al₂O₃·17SiO₂；所述爐襯料，以重量份計包括電熔石英14~19份、天然石英60~74份、氧化鉻細粉0.5~1.5份、氧化鋯細粉0.5~1.3份、碳化硅細粉5~7份、氮化硼細粉2.5~5.0份、硼酸1~2份、燒結助劑2.5~4.2份。

以下是對上述技術方案的進一步改進：

步驟1制備燒結助劑

（1）制備硅鋁凝膠

硅酸鉀水溶液中加入水性氣相二氧化硅，攪拌至溶液透明后，再加入磷酸硅水溶液并攪拌均勻，提升至第一攪拌速率，向溶液中緩慢加入硅鋁酸鈉粉末，添加完畢后攪拌至溶液呈乳白懸濁液狀態，降至第二攪拌速率并控溫40~60℃，反應至溶液呈凝膠狀，得到硅鋁凝膠；

所述第一攪拌速率為2000~3000轉/分；

所述第二攪拌速率為400~650轉/分；

所述硅酸鉀水溶液，硅酸鉀質量分數為16~25wt%，硅酸鉀模數2.2~3；

所述水性氣相二氧化硅，粒徑20nm，加入量為硅酸鉀水溶液的0.8~1.2wt%；